基于NSGA-II算法的蓄热式铝熔炼炉燃烧器布置方式的仿真优化

考虑蓄热式铝熔炼炉运行过程的特点，通过耦合用户自定义熔化模型和燃烧器换向及燃烧量变化模型，建立了蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的数学模型.运用计算流体力学软件FLUENT模拟了熔炼过程中炉膛和熔池耦合物理场，并对模拟结果进行了验证.依据燃烧器布置方式对蓄热式铝熔炼炉熔炼性能的影响分析，以模拟结果为基础，建立了燃烧器布置方式与优化指标之间的非线性相关关系，再结合非支配排序遗传算法NSGA-II实现燃烧器布置方式的多目标优化.优化结果表明，当燃烧器倾角23.56o、燃烧器高度1741.81mm和燃烧器间水平夹角62.05o时，能获得较佳的铝料温度相对标准差(2.65%)、无量纲熔炼时间(0.82)和炉膛温度相对标准差(14.03%).